集合

框架关系图

补充:HashTable父类是Dictionary,不是AbstractMap。

一:HashMap中的链循环:

一般来说HashMap中的链循环会发生在多线程操作时(虽然HashMap就不是线程安全的,一般多线程的时候也不会用它,但这种情况难免会发生)

以JDK1.7为例:

    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);//扩容方法,参数为原来数组长度的2倍
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
} createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}
void resize(int newCapacity) {
Entry[] oldTable = table;//数组原来的数据
int oldCapacity = oldTable.length;//原来数组的长度
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return;
} Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];//以新的初始容量创建新的数组
transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));//转换方法
table = newTable;
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
}
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
int newCapacity = newTable.length;
for (Entry<K,V> e : table) {
while(null != e) {
Entry<K,V> next = e.next;
if (rehash) {
e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
}
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);//e是oldTable上的Entry对象,这里算出新数组的下标
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
}
}
}

通过代码分析:当old Table中的数值都转移到newTable时,元素的顺序会进行颠倒。效果图如下:

在这种情况下,假设有两个线程同时进行扩容的操作且都进入了transfer方法时,但是因为某个情况让线程一先执行完,线程二才开始执行。

这个时候如果线程一执行完了,线程二开始的状态就是这样:

这个时候:线程二的e还是A对象,e.Next(A.Next)还是指向B,但是因为线程一的关系,实际上此时B.Next已经指向了A。于是就产生了循环:A.Next指向B,B.Next指向A。

二:hashtable

HashTable是Map接口下的一个子类,线程安全的,1.7和1.8差别不大,常和HashMap作比较,部分源码如下:

 //hashTable默认初始容量和加载因子
public Hashtable() {
this(11, 0.75f);
} //Put方法
public synchronized V put(K key, V value) {
// 不允许存null
if (value == null) {
throw new NullPointerException();
} // key相同时新值代替老值,并把老值返回出去
Entry tab[] = table;
int hash = hash(key);//哈希算法
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
V old = e.value;
e.value = value;
return old;
}
} modCount++;
if (count >= threshold) {
rehash();//扩容 tab = table;
hash = hash(key);
index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
} Entry<K,V> e = tab[index];
tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
count++;
return null;
}
//哈希算法
private int hash(Object k) {
return hashSeed ^ k.hashCode();
}
//扩容方法
protected void rehash() {
int oldCapacity = table.length;
Entry<K,V>[] oldMap = table; int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;//扩容后容量为原来的2倍再加1
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) {
if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE)
// Keep running with MAX_ARRAY_SIZE buckets
return;
newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE;
}
Entry<K,V>[] newMap = new Entry[newCapacity]; modCount++;
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
boolean rehash = initHashSeedAsNeeded(newCapacity); table = newMap; for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {
for (Entry<K,V> old = oldMap[i] ; old != null ; ) {
Entry<K,V> e = old;
old = old.next; if (rehash) {
e.hash = hash(e.key);
}
int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;
e.next = newMap[index];
newMap[index] = e;
}
}
}
//remove方法
public synchronized V remove(Object key) {
Entry tab[] = table;
int hash = hash(key);
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
for (Entry<K,V> e = tab[index], prev = null ; e != null ; prev = e, e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
modCount++;
if (prev != null) {
prev.next = e.next;
} else {
tab[index] = e.next;
}
count--;
V oldValue = e.value;
e.value = null;
return oldValue;
}
}
return null;
}
//get方法
public synchronized V get(Object key) {
Entry tab[] = table;
int hash = hash(key);
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
return e.value;
}
}
return null;
}
//keySet方法
public Set<K> keySet() {
if (keySet == null)
keySet = Collections.synchronizedSet(new KeySet(), this);
return keySet;
} private class KeySet extends AbstractSet<K> {
public Iterator<K> iterator() {
return getIterator(KEYS);
}
public int size() {
return count;
}
public boolean contains(Object o) {
return containsKey(o);
}
public boolean remove(Object o) {
return Hashtable.this.remove(o) != null;
}
public void clear() {
Hashtable.this.clear();
}
}
//entrySet方法
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
if (entrySet==null)
entrySet = Collections.synchronizedSet(new EntrySet(), this);
return entrySet;
} private class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
return getIterator(ENTRIES);
} public boolean add(Map.Entry<K,V> o) {
return super.add(o);
} public boolean contains(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
return false;
Map.Entry entry = (Map.Entry)o;
Object key = entry.getKey();
Entry[] tab = table;
int hash = hash(key);
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; for (Entry e = tab[index]; e != null; e = e.next)
if (e.hash==hash && e.equals(entry))
return true;
return false;
}
//clear方法
public synchronized void clear() {
Entry tab[] = table;
modCount++;
for (int index = tab.length; --index >= 0; )
tab[index] = null;
count = 0;
}
//size方法和isEmpty方法
public synchronized int size() {
return count;
} public synchronized boolean isEmpty() {
return count == 0;
}

可以看出和HashMap比较,有以下特点:

1、初始容量为11。

2、扩容方法为:oldTable.Length*2+1。

3、不允许存null值。

4、计算hash,和获取数组下标不同:

HashTable:

int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

HashMap:

int hash = hash(key);//
int i = indexFor(hash, table.length);

5、HashTable线程安全,主要的方法都用了synchronized,加锁。

6、HashMap和HashTable父类不同

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable

7、HashTable线程安全,但因为每个主要方法上都加上了锁,所以在执行效率上会慢很多。

三:其他线程安全Map

1、synchronizedMap

通过工具类Collections的方法,返回一个HashMap,例如:Map<String,String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String,String>());

     public static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) {
return new SynchronizedMap<>(m);
} private static class SynchronizedMap<K,V>
implements Map<K,V>, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1978198479659022715L; private final Map<K,V> m; // Backing Map
final Object mutex; // Object on which to synchronize SynchronizedMap(Map<K,V> m) {
if (m==null)
throw new NullPointerException();
this.m = m;
mutex = this;
} SynchronizedMap(Map<K,V> m, Object mutex) {
this.m = m;
this.mutex = mutex;
} public int size() {
synchronized (mutex) {return m.size();}
}
public boolean isEmpty() {
synchronized (mutex) {return m.isEmpty();}
}
public boolean containsKey(Object key) {
synchronized (mutex) {return m.containsKey(key);}
}
public boolean containsValue(Object value) {
synchronized (mutex) {return m.containsValue(value);}
}
public V get(Object key) {
synchronized (mutex) {return m.get(key);}
} public V put(K key, V value) {
synchronized (mutex) {return m.put(key, value);}
}
public V remove(Object key) {
synchronized (mutex) {return m.remove(key);}
}
public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) {
synchronized (mutex) {m.putAll(map);}
}
public void clear() {
synchronized (mutex) {m.clear();}
} private transient Set<K> keySet = null;
private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null;
private transient Collection<V> values = null; public Set<K> keySet() {
synchronized (mutex) {
if (keySet==null)
keySet = new SynchronizedSet<>(m.keySet(), mutex);
return keySet;
}
} public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
synchronized (mutex) {
if (entrySet==null)
entrySet = new SynchronizedSet<>(m.entrySet(), mutex);
return entrySet;
}
} public Collection<V> values() {
synchronized (mutex) {
if (values==null)
values = new SynchronizedCollection<>(m.values(), mutex);
return values;
}
} public boolean equals(Object o) {
if (this == o)
return true;
synchronized (mutex) {return m.equals(o);}
}
public int hashCode() {
synchronized (mutex) {return m.hashCode();}
}
public String toString() {
synchronized (mutex) {return m.toString();}
}
private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
synchronized (mutex) {s.defaultWriteObject();}
}
}

可以看出,原理就是在原来Map的基础上,加上锁synchronized (mutex),来让线程变得安全,但和HashTable一样,效率慢。

2、ConcurrentHashMap

JDK1.7中的ConcurrentHashMap:

ConcurrentHashMap是线程安全的Map,继承AbstractMap。是和HashTable把整合数组共享一把锁不同,ConcurrentHashMap采用分段的思想,把HashMap分为多个段进行加锁的操作,这样既保证了线程安全性,又不会使效率像HashTable那样低。

ConcurrentHashMap的特点是分段式加锁,并利用Unsafe对象和volatile关键字来实现线程安全,他比较明显的一个局限性是并发级别一旦指定就不再更改。

结构:

代码:

 //默认初始容量(2的幂),实际上是指的HashEntry的数量
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
//默认加载因子
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
//默认并发级别(实际上指的Segmengt对象的数量,初始化后不可更改)
static final int DEFAULT_CONCURRENCY_LEVEL = 16;
//最大容量小于等于2的30次幂
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
//最小SEGMENT容量(一个Segment里至少有两个HashEntry)
static final int MIN_SEGMENT_TABLE_CAPACITY = 2;
//最大SEGMENT容量容量
static final int MAX_SEGMENTS = 1 << 16;
//加锁之前的重试次数
static final int RETRIES_BEFORE_LOCK = 2;
//Segment数组
final Segment<K,V>[] segments;
//计算segment位置的掩码,用于计算Segment[]下标
final int segmentMask;
//用于算segment位置时,hash参与运算的位数
final int segmentShift;
//内部类HashEntry,相当于HashMap中Entry[]中的Entry对象
static final class HashEntry<K,V> {
final int hash;
final K key;
volatile V value;
volatile HashEntry<K,V> next; HashEntry(int hash, K key, V value, HashEntry<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
} final void setNext(HashEntry<K,V> n) {
UNSAFE.putOrderedObject(this, nextOffset, n);
} static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
static final long nextOffset;
static {
try {
UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
Class k = HashEntry.class;
nextOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
(k.getDeclaredField("next"));
} catch (Exception e) {
throw new Error(e);
}
}
}
//hash函数
private int hash(Object k) {
int h = hashSeed; if ((0 != h) && (k instanceof String)) {
return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
} h ^= k.hashCode(); h += (h << 15) ^ 0xffffcd7d;
h ^= (h >>> 10);
h += (h << 3);
h ^= (h >>> 6);
h += (h << 2) + (h << 14);
return h ^ (h >>> 16);
}
//ConcurrentHashMap的构造方法
public ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, int concurrencyLevel) {//初始容量,加载因子,并发级别
if (!(loadFactor > 0) || initialCapacity < 0 || concurrencyLevel <= 0)//保证参数不能小于0
throw new IllegalArgumentException();
if (concurrencyLevel > MAX_SEGMENTS)//保证并发级别不能大于最大Segment容量
concurrencyLevel = MAX_SEGMENTS; int sshift = 0;
int ssize = 1;
while (ssize < concurrencyLevel) {
++sshift;//统计ssize左移的次数
ssize <<= 1;//初始是1,通过左移然后2、4、8、16...作用是找到大于等于并发级别的2的“sshift”次幂
}
this.segmentShift = 32 - sshift;//用于Put方法中,求Segment[]数组的下标时用
this.segmentMask = ssize - 1;//Segmengt[].length-1
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)//如果初始容量大于最大
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;//则选择最大容量作为容量
int c = initialCapacity / ssize;//HashEntry[].length/Segmengt[].length,用来标记HashEntry的数量
if (c * ssize < initialCapacity)//例如initialCapacity = 9,concurrencyLevel(ssize) = 8 ,则initialCapacity / ssize = 1,c * ssize < initialCapacity
++c; // 然后让C = 2, 此时 c * ssize >= initialCapacity ,这里的目的就是保证数据都被Segmengt存储。
int cap = MIN_SEGMENT_TABLE_CAPACITY;
while (cap < c)//拿最小的容量和刚刚计算的 c 进行比较
cap <<= 1; // 保证最小容量是2的n次幂
Segment<K,V> s0 =
new Segment<K,V>(loadFactor, (int)(cap * loadFactor),
(HashEntry<K,V>[])new HashEntry[cap]);//初始化Segment对象
Segment<K,V>[] ss = (Segment<K,V>[])new Segment[ssize];//初始化Segment数组
UNSAFE.putOrderedObject(ss, SBASE, s0); //调用Unsafe中的方法,作用是把刚刚初始化的Segemengt对象s0,放到刚刚初始化Segment[]数组中的Segment[0],也就是第一位
this.segments = ss;
}
//Put方法
public V put(K key, V value) {
Segment<K,V> s;
if (value == null)
throw new NullPointerException();//不能传null,此处个人认为应该加个 key也不能为 null的判断
int hash = hash(key);//计算hash值
int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask; // 计算Segmengt[]下标,即数据存储的位置
if ((s = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObject(segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null) // 调用Unsafe的方法,作用是获取Segmengt[j]的对象,如果等于空
s = ensureSegment(j);//判断第j个位置是不是为空,保证线程安全性
return s.put(key, hash, value, false);//调用Segmengt对象的put方法
} //Segmengt的Put方法
final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {
HashEntry<K,V> node = tryLock() ? null : scanAndLockForPut(key, hash, value);//加锁,保证线程安全
V oldValue;
try {
HashEntry<K,V>[] tab = table;
int index = (tab.length - 1) & hash;
HashEntry<K,V> first = entryAt(tab, index);//获取该位置的第一个元素,然后遍历链表
for (HashEntry<K,V> e = first;;) {
if (e != null) {
K k;
if ((k = e.key) == key ||
(e.hash == hash && key.equals(k))) {
oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent) {
e.value = value;
++modCount;
}
break;
}
e = e.next;
}
else {
if (node != null)
node.setNext(first);
else
node = new HashEntry<K,V>(hash, key, value, first);
int c = count + 1;
if (c > threshold && tab.length < MAXIMUM_CAPACITY)
rehash(node);
else
setEntryAt(tab, index, node);
++modCount;
count = c;
oldValue = null;
break;
}
}
} finally {
unlock();
}
return oldValue;
} @SuppressWarnings("unchecked")
private void rehash(HashEntry<K,V> node) {//扩容方法,只扩容HashEntry[],没扩容Segmengt[] HashEntry<K,V>[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
int newCapacity = oldCapacity << 1;
threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
HashEntry<K,V>[] newTable =
(HashEntry<K,V>[]) new HashEntry[newCapacity];
int sizeMask = newCapacity - 1;
for (int i = 0; i < oldCapacity ; i++) {
HashEntry<K,V> e = oldTable[i];
if (e != null) {
HashEntry<K,V> next = e.next;
int idx = e.hash & sizeMask;
if (next == null)
newTable[idx] = e;
else {
HashEntry<K,V> lastRun = e;
int lastIdx = idx;
for (HashEntry<K,V> last = next;
last != null;
last = last.next) {
int k = last.hash & sizeMask;
if (k != lastIdx) {
lastIdx = k;
lastRun = last;
}
}
newTable[lastIdx] = lastRun; for (HashEntry<K,V> p = e; p != lastRun; p = p.next) {
V v = p.value;
int h = p.hash;
int k = h & sizeMask;
HashEntry<K,V> n = newTable[k];
newTable[k] = new HashEntry<K,V>(h, p.key, v, n);
}
}
}
}
int nodeIndex = node.hash & sizeMask;
node.setNext(newTable[nodeIndex]);
newTable[nodeIndex] = node;
table = newTable;
} private HashEntry<K,V> scanAndLockForPut(K key, int hash, V value) {
HashEntry<K,V> first = entryForHash(this, hash);
HashEntry<K,V> e = first;
HashEntry<K,V> node = null;
int retries = -1;
while (!tryLock()) {
HashEntry<K,V> f;
if (retries < 0) {
if (e == null) {
if (node == null)
node = new HashEntry<K,V>(hash, key, value, null);
retries = 0;
}
else if (key.equals(e.key))
retries = 0;
else
e = e.next;
}
else if (++retries > MAX_SCAN_RETRIES) {
lock();
break;
}
else if ((retries & 1) == 0 &&
(f = entryForHash(this, hash)) != first) {
e = first = f;
retries = -1;
}
}
return node;
} private void scanAndLock(Object key, int hash) { HashEntry<K,V> first = entryForHash(this, hash);
HashEntry<K,V> e = first;
int retries = -1;
while (!tryLock()) {
HashEntry<K,V> f;
if (retries < 0) {
if (e == null || key.equals(e.key))
retries = 0;
else
e = e.next;
}
else if (++retries > MAX_SCAN_RETRIES) {
lock();
break;
}
else if ((retries & 1) == 0 &&
(f = entryForHash(this, hash)) != first) {
e = first = f;
retries = -1;
}
}
} final V remove(Object key, int hash, Object value) {
if (!tryLock())
scanAndLock(key, hash);
V oldValue = null;
try {
HashEntry<K,V>[] tab = table;
int index = (tab.length - 1) & hash;
HashEntry<K,V> e = entryAt(tab, index);
HashEntry<K,V> pred = null;
while (e != null) {
K k;
HashEntry<K,V> next = e.next;
if ((k = e.key) == key ||
(e.hash == hash && key.equals(k))) {
V v = e.value;
if (value == null || value == v || value.equals(v)) {
if (pred == null)
setEntryAt(tab, index, next);
else
pred.setNext(next);
++modCount;
--count;
oldValue = v;
}
break;
}
pred = e;
e = next;
}
} finally {
unlock();
}
return oldValue;
} final boolean replace(K key, int hash, V oldValue, V newValue) {
if (!tryLock())
scanAndLock(key, hash);
boolean replaced = false;
try {
HashEntry<K,V> e;
for (e = entryForHash(this, hash); e != null; e = e.next) {
K k;
if ((k = e.key) == key ||
(e.hash == hash && key.equals(k))) {
if (oldValue.equals(e.value)) {
e.value = newValue;
++modCount;
replaced = true;
}
break;
}
}
} finally {
unlock();
}
return replaced;
} final V replace(K key, int hash, V value) {
if (!tryLock())
scanAndLock(key, hash);
V oldValue = null;
try {
HashEntry<K,V> e;
for (e = entryForHash(this, hash); e != null; e = e.next) {
K k;
if ((k = e.key) == key ||
(e.hash == hash && key.equals(k))) {
oldValue = e.value;
e.value = value;
++modCount;
break;
}
}
} finally {
unlock();
}
return oldValue;
} final void clear() {
lock();
try {
HashEntry<K,V>[] tab = table;
for (int i = 0; i < tab.length ; i++)
setEntryAt(tab, i, null);
++modCount;
count = 0;
} finally {
unlock();
}
}
}
//Get方法
public V get(Object key) {
Segment<K,V> s;
HashEntry<K,V>[] tab;
int h = hash(key);
long u = (((h >>> segmentShift) & segmentMask) << SSHIFT) + SBASE;//先获取Segment[] 的下标
if ((s = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObjectVolatile(segments, u)) != null && (tab = s.table) != null) { //用Unsafe的方法获取到Segment对象
//用Unsafe的方法HashEntry对象,然后遍历链表
for (HashEntry<K,V> e = (HashEntry<K,V>) UNSAFE.getObjectVolatile(tab, ((long)(((tab.length - 1) & h)) << TSHIFT) + TBASE); e != null; e = e.next) {
K k;
if ((k = e.key) == key || (e.hash == h && key.equals(k)))
return e.value;
}
}
return null;
}

JDK1.8:

JDK1.8时,ConcurrentHashMap又放弃了分段式加锁的思想,而且也不在用Segment[]数组存值,而是采用在HashMap1.8的基础上,采用Node[] + 链表 + 红黑树 + CAS+ Synchronized 的思想保证线程安全。而且在扩容的时候,不仅要满足链表结构大于8,还要满足数据容量大于64。

 //最大容量
private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
//默认容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 16;
//最大数组长度
static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
//默认并发等级(1.7遗留,兼容以前版本)
private static final int DEFAULT_CONCURRENCY_LEVEL = 16;
//加载因子(1.7遗留,兼容以前版本)
private static final float LOAD_FACTOR = 0.75f;
//转换为红黑树的阈值(道理和HashMap1.8中一样,这里指链表长度)
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
//红黑树反转成链表的阈值
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
//转换为红黑树的阈值(这里指数组长度)
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
//扩容转移时的最小数组分组大小
private static final int MIN_TRANSFER_STRIDE = 16;
//本类中没提供修改的方法 用来根据n生成位置一个类似时间搓的功能
private static int RESIZE_STAMP_BITS = 16;
// 2^15-1,help resize的最大线程数
private static final int MAX_RESIZERS = (1 << (32 - RESIZE_STAMP_BITS)) - 1;
// 32-16=16,sizeCtl中记录size大小的偏移量
private static final int RESIZE_STAMP_SHIFT = 32 - RESIZE_STAMP_BITS;
//表示正在转移
static final int MOVED = -1;
// 表示已转换为红黑树
static final int TREEBIN = -2;
// 保留
static final int RESERVED = -3;
// 用在计算hash时进行安位与计算消除负hash
static final int HASH_BITS = 0x7fffffff;
// 可用处理器数量
static final int NCPU = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//构造函数
public ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, int concurrencyLevel) {
if (!(loadFactor > 0.0f) || initialCapacity < 0 || concurrencyLevel <= 0)//判断参数是否大于等于0
throw new IllegalArgumentException();
if (initialCapacity < concurrencyLevel)
initialCapacity = concurrencyLevel; // 容量最小为16
long size = (long)(1.0 + (long)initialCapacity / loadFactor);
int cap = (size >= (long)MAXIMUM_CAPACITY) ?
MAXIMUM_CAPACITY : tableSizeFor((int)size);//获取数组容量并保证不大于最大容量
this.sizeCtl = cap;
}
//Put方法
public V put(K key, V value) {
return putVal(key, value, false);
} final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();//不允许存null
int hash = spread(key.hashCode());//计算hash值
int binCount = 0;
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
Node<K,V> f; int n, i, fh;
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
tab = initTable();//懒加载,数组为空时初始化
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {//类似Unsafe获取对象的方法获取对象
if (casTabAt(tab, i, null,
new Node<K,V>(hash, key, value, null)))//CAS,如果获取位置为空,则将数据存入
break;
}
else if ((fh = f.hash) == MOVED)//首地址处不null 并且Node的hash是-1 表示是ForwardingNode节点正在rehash扩容
tab = helpTransfer(tab, f);//帮助扩容的方法
else {
V oldVal = null;
synchronized (f) {//加锁
if (tabAt(tab, i) == f) {
if (fh >= 0) {
binCount = 1;
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
K ek;
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) {//遍历链表,如果key重复,值替换,老值返回出去
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent)
e.val = value;
break;
}
Node<K,V> pred = e;
if ((e = e.next) == null) {
pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
else if (f instanceof TreeBin) {//如果为红黑树的对象,调用红黑树的put方法
Node<K,V> p;
binCount = 2;
if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
if (binCount != 0) {
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
//如果链表数据超过指定阈值,转换红黑树,并且会再进行一次判断,看数组容量是否大于64,数组大于64后才会转换为红黑树
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount);
return null;
}
//Get方法,基本和1.8HashMap一样,获取数组坐标,然后获取Node对象,并且没有加锁。
public V get(Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
int h = spread(key.hashCode());
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
if ((eh = e.hash) == h) {
if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
return e.val;
}
else if (eh < 0)
return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
while ((e = e.next) != null) {
if (e.hash == h &&
((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
return e.val;
}
}
return null;
}

注意:分析ConcurrentHashMap源码前,需要先了解一下CAS、Unsafe、Synchronized 、Volatile相关知识。

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